半导体器件、卡，初始化、检验其真实性和身份的方法技术

本发明专利技术的半导体器件（１１）包括由钝化结构覆盖的电路。其设置有包括钝化结构的局部区域且具有第一阻抗的第一安全元件（１２）。优选地，存在多个安全元件（１２），它们的阻抗不同。半导体器件（１１）还包括用于测量第一阻抗实际值的测量装置（４）和包括第一存储元件（７Ａ）的用于将实际值作为第一参考值存储在第一存储元件（７Ａ）中的存储器（７）。通过一种方法可以初始化本发明专利技术的半导体器件（１１），在该方法中将实际值作为第一参考值存储。通过比较再次测量的实际值与第一参考值来检验其真实性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及设置有包括有源元件的电路的半导体器件，该电路存在于衬底的一面并由钝化结构覆盖，该半导体器件还设置有包括钝化结构的局部区域以及第一和第二电极且具有第一阻抗的第一安全元件。本专利技术还涉及设置有半导体器件的卡。本专利技术进一步涉及初始化半导体器件的方法以及检验半导体器件真实性的方法和识别半导体器件的方法。从EP-A300864已知这种半导体器件和这种卡。该已知器件的第一安全元件为具有两个通过钝化结构电容性耦合在一起的电容器电极的电容器。该器件优选地包括多个安全元件。当检验器件的真实性时，将测量的电压与计算的参考电压相比较。如果不同，则不认可真实性。该已知器件的缺点是可以绕过安全元件。安全元件可以由具有相同电容的不干扰下面电路自由的其他结构来替换。而且，如果后面再施加电极和钝化结构，不能检测到便于看到电路的钝化结构和电极的去除。因此本专利技术的第一个目的是提供一种在开篇段落里描述的那种半导体器件，其中在后面可以检测到钝化结构的去除。因为存在用于测量第一阻抗实际值的测量装置，以及存在包括第一存储元件的存储器以便将实际值或其推导值作为第一参考值存储在第一存储元件中，所以实现第一目的。在本专利技术的半导体器件中有两个位置，在那里可得到同一个值实际在安全元件中和存储在存储元件中。如果实际值基本上不再等于存储的第一参考值，则必须有反向工程攻击或一些其它的具有相同目的的攻击。则不能认可半导体器件的真实性。可以执行进一步的测量以确保，如果实际值基本上等于第一参考值，则没有反向工程攻击。这种测量包括用于在第二频率下测量、存储和读取第一安全元件的第二实际值的装置；另一测量为提供具有不同参考值的第二安全元件和第二存储元件。应该理解在本申请的内容中，实际值或参考值的测量包括确定指示其、或代表其或相应于其的任何参数。甚至介电常数在不同频率下测量都具有不同的结果，则显然该实际值不必为可以独立别的任何地方获得的值。然而，其为实际测量的值，且如果在相同条件下通过芯片重复测量，其必须提供相同的结果。代替存储该实际值，可以用算法装置将测量的实际值修改为要存储的实际值。例如，算法装置由微处理器构成。选择地，其可以为在其中采用实际值的数据格式的电路。优选地，器件设置有第二安全元件，第二安全元件包括钝化结构的局部区域且具有不同于第一阻抗的第二阻抗。且第二阻抗的实际值可以通过测量装置测量并作为第二参考值存储在存储器的第二存储元件中。提供不止一个安全元件大大增加了钝化结构的复杂性。两个安全元件可以为相同类型，例如电容器、电阻器、电感器、LC电路、变压器，选择地可以为不同类型。它们还可以隐藏于包括诸如互连线的大量其它结构的层中。同样，存储元件隐藏于在其中存储其它数据的存储元件阵列中。还可以在不同的频率下测量第一和第二阻抗。安全元件的数量可以大于二。优选地，该数量便于安全元件覆盖钝化结构的整个表面。由于实际原因，可以将这些作为安全元件阵列来提供。为了实现第一和第二安全元件具有不同的阻抗，安全元件的结构会不同或测量条件会不同。在有利的实施例中，钝化结构具有在电路上横向变化的有效介电常数。因此阻抗的不同与物理实现方式的变化有关。术语“有效介电常数”用于表示一层或叠置层特性的且包括任何传导率以及导磁率值的概念，叠置层的每一层为材料的混合物。可以以各种方式实现钝化结构的有效介电常数。第一个例子为，钝化结构的厚度在整个电路上变化。第二个例子是钝化结构包括至少两层，这两层具有实质上粗糙的界面。此外，这些层可以被部分混合或局部修改。而且，钝化结构可以由多层的叠置层组成。在一个有利的实施例中，钝化结构包括钝化层和安全层，该安全层包括不均匀分布在电路上的颗粒。该实施例中的安全元件可以具有取决于实际淀积工艺的阻抗。以下述几种方式实现颗粒的不均匀分布安全层可以包含不同尺寸、不同成分、不同形状、不同取向且浓度在电路上改变的颗粒。优选地，颗粒具有安全元件的局部表面积的数量级的尺寸。其结果是，不能预测各个安全元件的阻抗。在初始化之前它们并非已知的。这具有存储元件会包含几乎唯一且能够用于识别目的的参考值的优点。与淀积工艺相关的阻抗的另一结果是一旦已经除去安全层，则几乎不能提供相同的安全层。优选地选择安全层以至于几乎不能除去且不能用任何显微镜观察到安全层。在一个有利的实施例中，它包括陶瓷材料且可以用溶胶-凝胶工艺涂敷。安全层的一个例子是基于一铝磷酸盐，其在WO-A99/65074中公开。这种基体(matrix)材料的其他例子包括TiO2、SiO2(源于四乙氧基原硅酸盐)和旋涂聚合物。这种安全层可以涂敷在钝化层上，以便于确保下面电路的有源元件不会被污染。如果颗粒的尺寸与安全元件的局部表面积的尺寸相当，则自动会有不均匀的分布。选择地，例如，通过施加填充有颗粒的基体材料的不均匀悬浮体来将分布制成不均匀的。第一安全元件的第一和第二电极可以具有各种形状。如果第一安全元件主要是具有单匝的电感线圈，第一和第二电极通过单匝连接；即，它们是相同金属线的一部分。如果第一和第二电极不是相同金属线的一部分，它们存在于钝化结构的相同侧或两侧。甚至可以是，一个电极存在于钝化结构内侧，而其它变化对技术人员是很显然的。如果有多于一个的安全元件，且第二电极连接于接地层，则几个第二电极被合并为一个。第二电极可以作为在一个点连接于接地层的基本上未构图的层来实现，尤其是如果这些第二电极存在于钝化结构的顶部。可以使用一些其它导电层来替换金属层，诸如导电聚合物层或含有导电颗粒的层。这种未构图的导电层还用作ESD保护装置。在优选的实施例中，钝化结构存在于金属层的顶部，该金属层包括第一和第二电极以及依照想要的设计连接有源元件的互连。该实施例的优点是不需要为提供安全元件的第一和第二电极而淀积附加的金属层。另一个优点是，电极可以隐藏于互连结构中，因为给予它们基本上相同的形状。优选地，第一安全元件的第一和第二电极构成一对交叉指状电极。在该实施例中，电极的表面积相对较大，这对于阻抗量是有利的。该实施例特别适合于测量在第一和第二电极之间阻抗的电容性部分。通过选择具有介电常数不同于钝化结构中主要材料的颗粒可以实现电容值的大变化。因而，它们具有比较高的介电常数，诸如BaTiO3、SrTiO3、TiN、WO3，或相当低的，诸如空气(例如细孔)、有机电介质材料或多孔的烷基取代的SiO2。测量装置的实施取决于要测量的阻抗的具体类型。如果测量阻抗的电容性部分，可以使用来自指纹传感器领域中公知的测量装置。例如，这种测量装置是驱动装置和读出装置的整体，如由US-A5,325,442公开的。选择地，特别是如果安全元件的数量相对较少，使用常规电路来一个接一个地测量这些，其中测量设备并联于阻抗放置。在优选的实施中，测量装置包括振荡器和二进制计数器，使用振荡器，可以测量被选择的安全元件的阻抗的虚部，这产生具有取决于阻抗所述部分的频率的信号。二进制计数器会将该频率与标准频率比较。该实施的优点是其标准元件的使用，诸如振荡器和二进制计数器。这些元件已经存在于集成电路中且可以用作测量装置。选择且优选地，可以添加附加的振荡器和二进制计数器。通常，使用交变电流进行测量，然而也能使用直流电。为了提高测量装置测量的专一性，可以添加第二振荡器和处理器功能元件。第二振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件（１１），设置有包括有源元件（３３，４３）的电路，该电路存在于衬底（３１）的一面（３２）且由钝化结构（５０）覆盖，该半导体器件（１１）还设置有包括钝化结构（５０）的局部区域与第一和第二电极（１４，１５）且具有第一阻抗的第一安全元件（１２Ａ），其特征在于：存在用于在第一频率下测量第一阻抗实际值的测量装置（４），和存在包括第一存储元件（７Ａ）的存储器（７），以便于可以将实际值作为第一参考值存储在第一存储元件（７Ａ）中。

【技术特征摘要】
EP 2001-11-28 01204589.41.一种半导体器件(11)，设置有包括有源元件(33，43)的电路，该电路存在于衬底(31)的一面(32)且由钝化结构(50)覆盖，该半导体器件(11)还设置有包括钝化结构(50)的局部区域与第一和第二电极(14，15)且具有第一阻抗的第一安全元件(12A)，其特征在于存在用于在第一频率下测量第一阻抗实际值的测量装置(4)，和存在包括第一存储元件(7A)的存储器(7)，以便于可以将实际值作为第一参考值存储在第一存储元件(7A)中。2.如权利要求1中要求的半导体器件(11)，其特征在于器件(11)设置有包括钝化结构(50)的局部区域与第一和第二电极(14B，15B)且具有不同于第一阻抗的第二阻抗的第二安全元件(12B)；和第二阻抗的实际值可以通过测量装置(4)测量并作为第二参考值存储在存储器(7)的第二存储元件(7B)中。3.如权利要求1或2中要求的半导体器件(11)，其特征在于钝化结构(50)具有在电路上横向改变的有效的介电常数。4.如权利要求3中要求的半导体器件(11)，其特征在于钝化结构(50)包括钝化层(52)和安全层(53)，该安全层(53)包括不均匀分布在电路上的颗粒。5.如权利要求1或4中要求的半导体器件(11)，其特征在于钝化结构(50)存在于金属层(28)顶部上，第一安全元件(12A)的第一和第二电极(14，15)存在于金属层(28)中，和金属层(28)还包括用于根据想要的设计连接有源元件(33，43)的互连(48)。6.如权利要求1中要求的半导体器件(11)，其特征在于测量装置(4)包括用于在第二频率下测量第一和第二阻抗的实际值的振荡器(94)。7.如权利要求1中要求的半导体器件，其特征在于存在具有多个相关存储元件(7)的多个安全元件(12)。8.一种设置有如权利要求1至7中任意一个中所要求的半导体器件(11)的卡(1)。9.一种初始化如权利要求1中要求的半导体器件(11)的方法，其特征在于在第一频率下测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：PE德乔赫，E罗克斯，RAM沃特斯，HL皮克，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]